エックス線管の管電圧を高くしても、特性エックス線の波長は変わりませんが、その強さは増大します。工業用エックス線装置のエックス線管及びエックス線の発生に関する次の記述のうち、正しいものはどれか。(1)陰極のフィラメントには、融点が高く抵抗の小さいタングステンが用いられ、陽極のターゲットには、熱伝導性の良い銅が用いられる。(2)陽極のターゲットはエックス線管の軸に対して斜めになっており、エックス線が発生する領域である実焦点より、これをエックス線束の利用方向から見た実効焦点の方が大きくなるようにしてある。(3)エックス線管の管電流は、陰極から陽極に向かって流れる。(4)陽極のターゲットに衝突する直前の電子の運動エネルギーは、管電圧の2乗に比例する。(5)陰極のフィラメント端子間の電圧は、フィラメント加熱用の降圧変圧器を用いて10~20V程度にされている。答え(5)(1)は誤り。陰極のフィラメントには、融点が高く電気抵抗の大きいタングステンが用いられます。陽極のターゲットには、原子番号が大きく、高温になるため融点の高いタングステンのほか、モリブデンなどが用いられます。陽極のターゲットはエックス線管の軸に対して斜めになっており、加速された熱電子が衝突しエックス線が発生する領域である実焦点よりも、これをエックス線束の利用方向から見た実効焦点の方が小さくなります。エックス線管の管電流は、陽極から陰極に向かって流れます。陽極のターゲットに衝突する直前の電子の運動エネルギーは、管電圧に比例します。エックス線管の管電流又は管電圧の変化に対応したエックス線の発生に関する次の記述のうち、誤っているものはどれか。(1)管電流を一定にして管電圧を上げると、エックス線の全強度は管電圧に比例して増加する。(2)管電圧を一定にして管電流を上げると、エックス線の全強度は管電流に比例して増加する。(3)管電圧を一定にして管電流を上げても、エックス線の最大エネルギーは変わらない。(4)管電流を一定にして管電圧を上げると、エックス線の最大エネルギーは高くなる。(5)管電流を一定にして管電圧を上げると、エックス線の最短波長は管電圧に反比例して短くなる。答え(1)(1)は誤り。エックス線の全強度は管電圧の2乗に比例して増加します。(2)(3)(4)(5)は正しい。エックス線と物質との相互作用に関する次の記述のうち、誤っているものはどれか。(1)光電効果とは、原子の軌道電子がエックス線光子のエネルギーを吸収して原子の外に飛び出し、光子が消滅する現象である。(2)光電効果が起こる確率は、エックス線のエネルギーが高くなるほど低下する。(3)光電効果により原子から放出される電子を反跳電子という。(4)コンプトン効果とは、エックス線光子と原子の軌道電子とが衝突し、電子が原子の外に飛び出し、光子が運動の方向を変える現象である。(5)コンプトン効果による散乱エックス線は、入射エックス線のエネルギーが低い場合は、横方向より前方と後方に散乱されやすい。答え(3)(1)(2)(4)(5)は正しい。光電効果により原子から放出される電子は、光電子とよばれます。コンプトン効果により原子から放出される電子が、反跳電子です。単一エネルギーで太い線束のエックス線が物体を透過するときの減弱式における再生係数(ビルドアップ係数)Bを表す式として、正しいものは(1)~(5)のうちどれか。IP、ISは、次のエックス線の強度を表すものとする。IP:物体を直進して透過し、測定点に到達した透過線の強度IS:物体により散乱されて、測定点に到達した散乱線の強度(1)B=1+IS/IP(2)B=1+IP/IS(3)B=1-IS/IP(4)B=IP/IS-1(5)B=IP/IS答え(1)再生係数Bは、測定点に到達した散乱線の強度の割合を表すものです。したがって、次のように計算することができます。単一エネルギーの細いエックス線束が物体を透過するときの減弱に関する次の記述のうち、正しいものはどれか。(1)半価層h(cm)は、減弱係数μ(cm-1)に反比例する。(2)半価層は、エックス線のエネルギーが変わっても変化しない。(3)半価層は、エックス線の線量率が高くなると厚くなる。(4)軟エックス線の場合は、硬エックス線の場合より、半価層が厚い。(5)1/10価層H(cm)と半価層h(cm)との間には、H=(loge2/loge10)hの関係がある。答え(1)(1)は正しい。半価層h(cm)と減弱係数μ(cm-1)は、「h=loge2/μ」の関係式で表すことができ、反比例していることがわかります。μの値が1から2に大きくなれば、hの値は2分の1に小さくなります。半価層の値は、エックス線のエネルギー、または物体の種類が変わると変化します。エックス線のエネルギーが大きくなれば、半価層の値は大きくなります。半価層の値は、エックス線の線量率が変わっても変化しません。硬エックス線(エネルギーの大きいエックス線)の場合は、軟エックス線(エネルギーの小さいエックス線)の場合より、半価層が厚くなります。1/10価層H(cm)と半価層h(cm)との間には、H=(loge10/loge2)hの関係があります。あるエネルギーのエックス線に対する半価層が5mmの遮へい板P、10mmの遮へい板Q、15mmの遮へい板Rがあり、板厚はともに10mmである。これらを用いた次のAからDの遮へい体により、このエックス線を遮へいするとき、遮へい効果の高いものから順に並べたものは(1)~(5)のうちどれか。B答え(1)この問題では、減弱の式を用いて、A、B、C、Dそれぞれの遮へい体のパターンについて、遮へい効果の高いものから順に並べたものを選択します。今回のように、複数の遮へい体を重ね合わせる場合、減弱割合の積(掛け算)となるので次の式を用います。hcまず、A(遮へい板Pを2枚重ねた遮へい体)の遮へい体の遮へい効果を求めます。4続いて、B(遮へい板Qを3枚重ねた遮へい体)の遮へい体の遮へい効果を求めます。3続いて、C(遮へい板P1枚と遮へい板Q1枚と遮へい板R1枚を重ねた遮へい体)の遮へい体の遮へい効果を求めます。3.66...最後に、D(遮へい板P1枚と遮へい板R2枚を重ねた遮へい体)の遮へい体の遮へい効果を求めます。3.33...(1/2)の右上の指数の値が大きいほど、遮へい効果が高くなります。]内に入れるAからCの数値又は語句の組合せとして、正しいものは(1)~(5)のうちどれか。]の低い箇所から逐次高い箇所へと測定していく。]値を測定結果とする。C:に加算した答え(2)測定点の高さは、作業床面上約1mの位置とします。座ったときに胸、立ったときにお腹あたりの位置で測定すると覚えましょう。測定する際の留意事項として、あらかじめ計算により求めた1cm線量当量又は1cm線量当量率の低い箇所から逐次高い箇所へと測定していきます。測定前に、バックグラウンド値(自然放射線量などの値)を調査しておき、これを測定値から差し引いた値を測定結果とします。下図のように、エックス線装置を用いて鋼板の透過写真撮影を行うとき、エックス線管の焦点から2mの距離のP点における写真撮影中の1cm線量当量率は0.3mSv/hである。エックス線管の焦点とP点を結ぶ直線上で、焦点からP点の方向に12mの距離にあるQ点を管理区域の境界の外側になるようにすることができる1週間当たりの撮影可能な写真の枚数として、最大のものは(1)~(5)のうちどれか。露出時間は1枚の撮影について100秒間であり、3か月は13週とする。答え(3)この問題は、図のQ点が管理区域の境界線の外側にあるとき、1週間当たりの撮影可能な写真の最大枚数を求めるものです。管理区域とは、3か月あたり1.3mSvを超えるおそれのある区域です。週の撮影枚数をNとし、3か月当たりの全撮影時間を計算します。全撮影時間=1枚当たりの露出時間×週の撮影枚数×3か月の週数=100/3,600[h/枚]×N[枚/週]×13[週/3か月]=(1,300/3,600)N[h/3か月]割り切れない場合は、分数のまま計算した方が後の計算式がスッキリします。次に、P点における3か月当たりの線量当量を計算します。=0.3[mSv/h]×(1,300/3,600)N[h/3か月]=(390/3,600)N[mSv/3か月]それでは、逆2乗則を使って、週の撮影枚数Nを求めましょう。逆2乗則は、強度が距離の2乗に反比例して減少する法則なので、次のような計算式で表されます。強度(P点)/強度(Q点)=距離(Q点)2/距離(P点)2(390/3,600)N[mSv/3か月]/1.3[mSv/3か月]=122[m]/22[m]390N/1.3×3,600=144/4390N=144×1.3×3,600/4390N=168,480N=168,480/390N=432したがって、Q点を管理区域の境界の外側になる1週間当たりの撮影可能な写真の最大枚数は、(3)430枚/週です。下図のように、エックス線装置を用いて鋼板の透過写真撮影を行うとき、エックス線管の焦点から2mの距離にあるP点における写真撮影中の1cm線量当量率は320μSv/hである。この装置を使って、露出時間が1枚につき2分の写真を週300枚撮影するとき、P点の後方に遮へい体を設けることにより、エックス線管の焦点からP点の方向に4mの距離にあるQ点が管理区域の境界線上にあるようにすることのできる遮へい体の厚さは、次のうちどれか。遮へい体の半価層は5mmとし、3か月は13週とする。(1)5mm(2)15mm(3)25mm(4)30mm(5)40mm答え(2)この問題では、距離の逆2乗則と減弱の式を用いて、遮へい体の厚さを求めます。問題文で与えられている値から3か月の全照射時間を計算します。3か月単位にするのは、管理区域が1.3mSv/3か月を超えるおそれのある区域だからです。照射時間=露出時間[min/枚]×週の撮影枚数[枚/週]×3か月の週数[週/3か月]=2[min/枚]×300[枚/週]×13[週/3か月]=7,800[min/3か月]次の計算をしやすくするために、分単位から時間単位に直します。7,800[min/3か月]÷60[min/h]=130[h/3か月]この3か月の全照射時間にP点における写真撮影中の1cm線量当量率「320μSv/h」を掛けて3か月あたりの1cm線量当量率を求めます。130[h/3か月]×320[μSv/h]=41,600[μSv/3か月]次の計算をしやすくするために、μSv/3か月単位からmSv/3か月単位に直します。41,600[μSv/3か月]÷1,000[μSv/mSv]=41.6[mSv/3か月]続いて、距離の逆2乗則を用いて、焦点から8mの距離にあるQ点の3か月当りの1cm線量当量率を計算します。ここではQ点の3か月当りの1cm線量当量率をAとします。A[mSv/3か月]/41.6[mSv/3か月]=22[m]/42[m]A[mSv/3か月]=4[m]×41.6[mSv/3か月])/16[m]A[mSv/3か月]=10.4[mSv/3か月]続いて、今求めた「Q点の3か月当りの1cm線量当量率10.4mSv/3月」と「管理区域の境界の線量率1.3mSv/3月」、問題文ただし書きの「遮へい体の半価層は5mm」を、減弱の式に代入して、「エックス線管の焦点からP点の方向に8mの距離にあるQ点が管理区域の境界線上にあるようにすることのできる遮へい体の厚さ」を計算します。ここでは遮へい体の厚さをxとします。1.3[mSv/3か月]=10.4[mSv/3か月]×(1/2)x[mm]/5[mm]1.3[mSv/3か月]/10.4[mSv/3か月]=(1/2)x[mm]/5[mm]1/8=(1/2)x[mm]/5[mm]1/2×1/2×1/2=(1/2)x[mm]/5[mm](1/2)3=(1/2)x[mm]/5[mm]左辺と右辺の指数の部分を抜き出すと次のようになります。3=x[mm]/5[mm]x[mm]=15[mm]したがって、遮へい体の厚さは(2)15mmが正解です。エックス線作業主任者に合格できる7つの秘訣を配信中。過去問には無い問題を多数掲載しています。PDFファイルをダウンロードできます。講師のご紹介はじめまして。エックス線作業主任者の講習会・通信講座なら私にお任せ下さい!実務4年!講師14年!の実績があり、合格まで徹底サポートいたします!いつでもお気軽にお問い合わせ下さい。Reserved.上に戻る。